Каротин — природный пигмент¶
Каротин — органическое соединение, жирорастворимый пигмент оранжево-жёлтого цвета из группы каротиноидов; один из основных провитаминов A. Впервые выделен в чистом виде французским химиком Жозефом Берже в 1831 году из моркови (лат. Daucus carota), откуда и получил название. Молекулярная формула — C₄₀H₅₆. Каротин широко распространён в природе: он придаёт оранжевый цвет моркови, тыкве, персику, абрикосам, красному паприку, желтоку яйца, а также листьям растений в осенний период.
¶Свойства и строение
Каротин относится к тетропеноидам — производным изопрена. Молекула состоит из восьми изопреновых звеньев и содержит длинную цепь сопряжённых двойных связей, что обуславливает поглощение синего света и отражение оранжевого. Существует несколько изомеров, важнейшими из которых являются:
- β-каротин — наиболее распространённый и биологически активный изомер, обладает наибольшей провитаминной A-активностью;
- α-каротин — близкий по структуре изомер, активность примерно вдвое ниже;
- γ-каротин — менее распространённый изомер.
Каротин нерастворим в воде, но хорошо растворяется в жирах и органических растворителях (хлороформ, бензол, эфир). При нагревании и на свету относительно устойчив, однако разрушается под действием кислорода, сильных окислителей и ультрафиолетового излучения. Именно поэтому продукты, богатые каротином, рекомендуется хранить в тёмном месте и не подвергать длительному нагреву.
¶Биологическая роль
В растениях каротин выполняет две основные функции. Во-первых, он служит светофильтром, защищая фотосинтезирующий аппарат от избыточного ультрафиолетового излучения. Во-вторых, в комплексе с белками фотосистемы II участвует в переносе энергии возбуждения к хлорофиллу. В осенний период, когда хлорофилл разрушается, каротиноиды остаются в листьях и придают им жёлтую и оранжевую окраску.
В организме человека и животных β-каротин является провитамином A: в тонком кишечнике и печени он под действием фермента β,β-каротин-15,15'-диоксигеназы расщепляется с образованием двух молекул ретинала (витамина A). Витамин A необходим для синтеза родопсина — зрительного пигмента сетчатки, а также для поддержания состояния эпителиальных тканей, нормального роста и развития. Полная усвояемость каротина как источника витамина A зависит от наличия жиров в рационе и индивидуальных особенностей метаболизма.
Кроме провитаминной функции, каротин обладает антиоксидантными свойствами: он способен поглощать активные формы кислорода и радикалы, снижая окислительный стресс в тканях. В ряде исследований показана связь высокого потребления каротиноидов со снижением риска некоторых хронических заболеваний, однако эти данные носят преимущественно корреляционный характер.
¶Источники
Каротин синтезируют только растения, водоросли и некоторые микроорганизмы; животные и человек получают его исключительно с пищей. Богатыми источниками β-каротина являются:
| Продукт | Содержание β-каротина, мг на 100 г |
|---|---|
| Морковь | 8–13 |
| Паприка (сушёная) | 20–30 |
| Шпинат | 3–12 |
| Тыква | 3–7 |
| Абрикосы (свежие) | 1,5–4 |
| Помидоры | 0,5–1 |
Содержание каротина в овощах существенно варьирует в зависимости от сорта, условий выращивания и зрелости плода. Так, ранние сорта моркови обычно содержат меньше пигмента, чем поздние.
¶Применение
В пищевой промышленности каротин используется в качестве натурального красителя (обозначение Е160а). Его получают из морковной ботвы, пальмового масла, водоросли Dunaliella salina, а также синтезируют химическим путём. Каротин применяют для окраски маргарина, молочных продуктов, напитков, кондитерских изделий.
В медицине и диетологии каротин включают в состав витаминных комплексов и биологически активных добавок. В косметической промышленности он входит в состав средств для защиты от солнца и ухода за кожей.
¶Каротин и каротинемия
При чрезмерном употреблении продуктов, богатых каротином (морковь, тыква, апельсиновая тыква, облепиха), возможно накопление пигмента в коже — состояние, известное как каротинемия. Оно проявляется желтоватым окрашиванием ладоней, подошв, носогубного треугольника. Каротинемия не сопровождается пожелтением склер (в отличие от желтухи) и не представляет угрозы здоровью; после снижения потребления каротиносодержащих продуктов окраска кожи нормализуется.
¶Примечания
- Берже Ж. М. Sur une nouvelle substance colorante du carotte // Comptes rendus. 1831.
- Пищевые красители: справочник / под ред. В. А. Ягодина. — М.: ДеЛи принт.
Источники:
- Горошников И. Н., Некрасов Р. Ф. Каротиноиды: структура, свойства, функции. — Новосибирск: Наука.
- Березовский В. М. Химия витаминов. — Киев: Вища школа.
- Rodriguez-Amaya D. B. A Guide to Carotenoid Analysis in Foods. — ILSI Press, 2001.
- Витамины: монография / под ред. А. Д. Токарева. — М.: Медицина.